Verfahren zur Bearbeitung von drehbar gelagerten Werkstücken, z. B. Kurbelwellen, und Maschine zur Ausübung des Verfahrens. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von drehbar gelagerten Werk stücken, zum Beispiel Kurbelwellen, mit meh reren hintereinanderliegenden Messern, deren Schneiden in einer Ebene liegen. Bei einer bekannten Maschine für diese Bearbeitung wird die Schnittbewegung durch schnelles Drehen des Werkstückes erzeugt, wobei also eine Drehbearbeitung erfolgt, während der Vorschub durch Heranschwenken des Werk stückes an das Werkzeug bewirkt wird.
Die Verwendung mehrerer hintereinanderliegender Messer mit in einer Ebene liegenden Schnei den hat dabei nur den Zweck, durch Hin- und Herbewegung dieser Messer die Schnitt arbeit auf eine grössere Anzahl von Messern gleichmässig zu verteilen, die nacheinander zur Wirkung kommen. Diese Bearbeitungs art ist auf kreisrunde Teile beschränkt, die um ihre eigene Achse gedreht werden, d. h. bei Kurbelwellen also nur auf die Lagerzap- fen. Das Werkzeug kann dabei nicht nur an seinen Stirnflächen, sondern auch an seinen Seitenflächen mit Zähnen besetzt sein, in folgedessen auch die Flanken von Kurbel wellenschenkeln bearbeiten, nicht dagegen die Kurbelwellenzapfen selbst.
Etwas Ähnliches ist mit dem Unterschied bekannt, dass hier der Vorschub durch die Form des Werkzeuges bestimmt wird, das sich in seiner Vorschubrichtung in Richtung auf das Werkstück hin erweitert, während sich das Werkstück in seiner durch Rollen abgestützten Lage um eine im Raum fest stehende Achse :dreht. Ausser den zu der oben genannten Maschine genannten Nachteilen hat diese Bearbeitungsart den weiteren, dass eine Räumnadel als Werkzeug nötig ist, die sehr lang gehalten sein muss und in der Her stellung teuer ist.
Ferner ist eine Maschine zur Bearbeitung der Aussenflächen der Kurbelwellenschenkel bekannt, bei der mehrere normale Drehstähle von bleicher Höhe in einer Ebene hinterein ander verwendet werden, die durch eine Nok- kensteuerunig entsprechend der Kurbelwellen schenkelform senkrecht zur Kurbelwellen achse hin- und herbewegt werden und in ver schiedener Höhenlage nacheinander zum Ein griff kommen" da die Drehbewegung der Kurbelwellenachse die Schnittbewegung aus führt.
Wegen der Verwendung normaler Drehstähle isst dabei eine Verschiebung der Kurbelwelle in axialer Richtung notwendig, -welche die .Bearbeitungszeit erheblich erhöht. Der Vorschub des Werkzeuges senkrecht zur Bearbeitungsfläche muss durch besondere, nicht näher erwähnte Mittel von Fall zu Fall eingestellt werden. Ein weiterer Nachteil die ser bekannten Ausführung besteht darin, dass mit .derselben die Kurbelwellenzapfen ins besondere -wegen der Form der Drehstähle nicht bearbeitet werden können.
Alle diese Bearbeitungsmethoden ,stellen im Grunde genommen ein Abdrehen der zu bearbeitenden Flächen dar, das eine langwie- riege Bearbeitungszeit erfordert. erfordert.
Durch die Erfindung .sollen die genann ten Nachteile beseitigt werden. Die Erfin dung schlägt zu diesem Zweck eine grund sätzlich andere Bearbeitungsweise vor. Das Verfahren gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die sich hin- und herbewe genden Messer das während des Schnitthubes der Messer stillstehende Werkstück in einer zur Ebene, in der die Messerschneiden liegen, parallelen Schnittrichtung bearbeiten, -wobei das Werkstück zuerst quer zu dieser Ebene vorgeschoben wird, bis die gewünschte Schnittiefe erreicht ist, und dann gedreht wird.
Dadurch, dass mehrere hintereinander liegende Messer, deren Schneiden in einer Ebene liegen, verwendet --.erden, wird die Bearbeitung in verschiedenen Höhenlagen er möglicht, was, wenn -das Werkstück zum Beispiel aus einer Kurbelwelle besteht, beim Drehen der Kurbelzapfen oder Kurbelwellen schenkel während der Bearbeitung um die Kurbelwellenachse notwendig ist.
Zugleich wird hierdurch in Verbindung mit der Bear- beitung des während des Schnitthubes der Messer :stillstehenden Werkstückes in einer Schnittrichtung, die parallel zur die Schnei den enthaltenden Ebene liegt, erreicht, dass der Schnitthub nur klein gemacht werden kann, nämlich so, da ,ss er den Abstand je zweier hintereinander schneidender Messer etwas übertrifft. Der Bearbeitung vorgang stellt eine Art Hobeln dar.
Es ist möglich, bei einem aus einer Kurbelwelle bestehenden Werkstück sämtliche Kurbelzapfen und Kur- belwellenselienkel gleichzeitig durch je ein entsprechendes Werkzeug zu bearbeiten.
Zweckmässig werden die Messer beim Rückhub vom Werkstück entfernt. Das ist nicht nur vorteilhaft, um das Werkzeug zu schonen, sondern auchi um die Späne freizu geben. Gleichzeitig ermöglicht es diese Aus führung, das Werkstück während des Rück hubes bereits weiterzuschwenken.
Es isst zwar bekannt, eine Räumnadel während des Rückhubes vom Werkstück zu entfernen, je doch geschieht dies, um während des Rück- hubes bereits ein neues Werkstück in die Ma schine einzuspannen. Dies ist also funktionell etwas ganz anderes, zumal eine Räumnadel nicht nur die Schnittbewegung, sondern auch den Vorschub durch die Form des Werk zeuges ausführt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Ma schine zur Ausführung des Verfahrens. Die Maschine gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Widerlager vorgesehen ist, welches das Werkstück an der Stelle, wo der Schnittdruck des Werkzeuges auftritt, abstützt und welches während des Schnitt druckes des Werkzeuges mit einem Druck am ZVerkstück anliegt.
Zweckmässig ist dabei der Antrieb für das Werkzeug in einem das Widerlager tragenden Teil angeordnet. Durch eine solche Ausbildung kann das Maschinen gestüll, von den auftretenden Kräften entla stet -werden. Das ist bei einer bekannten Aus fiihrung, bei der das Widerlager im Maschi nengestell abgestützt ist und der Werkzeug antrieb ebenfalls am @Iasehineiigestell an greift, nicht der Fall.
Besonders zweckmässig ist es dabei wenn der genannte Teil aus einem Schlitten besteht, der unter einem Flüs sigkeitsdruck .steht, der in Abhängigkeit von der Bewegung des Werkzeuges zeitweilig nachgiebig und zeitweilig starr ist, in dem die Flüssigkeitsleitung zeitweilig absperrbar ist, zum Beispiel durch einen Endschalter und ein elektromagnetisch gesteuertes Absperrorgan.
Bei einer Ausführungsform sind der Schlitten für das Widerlager und der Werk zeugschlitten in .einer Schwinge angeordnet, durch die die Schnittebene des Werkzeuges entsprechend der sich beim Drehen des Werk stückes verändernden Lage des letzteren mittels einer Steuervorrichtung über eine elektrische Taststeuerung und ein Getriebe um einen Zapfen -geschwenkt wird.
Zwischen dieser Schwinge und ihrem Steuerantriebsorgan kann dabei ein Exzenter eingeschaltet sein, das z. B. über Verzahnung, Zahnstange, Kolben und Zylinder in Abhän gigkeit von der Werkzeugbewegung so ver stellt wird, dass die Schwinge während des Werkzeugrücklaufes vom Werkstück abge hoben und während des Werkzeugvorlaufes angestellt wird, indem der Zylinder für das Exzenter mit dem elektromagnetischen Steuerventil für die Schnittbewegung des Werkzeuges verbunden ist. Hierdurch werden die Späne freigegeben.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Maschine nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der Maschine, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2, Fig. 5 einen Querschnitt durch ein elek tromagnetisches Steuerventil, Fig. 6 einen Schnitt durch die Werkzeug- schwinge in grösserem Massstab, Fig. 7 einen Querschnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 1, Fig. 8 ein Schaltschema.
Auf den längsverlaufenden Führungsbah nen 2 des Maschinenhauptbettes 1 (Fig. 2) sind seitlich verschiebbare Arbeitsaggregate 3 angeordnet, deren. Zahl sich nach der Zahl der gleichzeitig zu bearbeitenden Stellen am Werkstück richtet. Die Fig. 1 zeigt zwei der- artige, Arbeitsaggregate 3. Auf der gegen überliegenden Seite befindet sich ein zwei tes Bett 5 (Fig. 7) von bleicher Länge, auf dem rechts und links die Werkstückträger 6 und 7 in der Längsrichtung des Tisches ein stellbar das aus einer Kurbelwelle bestehende Werkstück 30 zwischen Spitzen 8 wie auf einer Drehbank tragen.
Sie sind zum An stellen und Ein- und Ausfahren des Werk stückes auf Gleitbahnen 9 in Richtung von und zu den Arbeitsaggregaten 3 gleichzeitig beweglich. An der Stirnseite der Maschine befindet sich das Hauptantriebsgehäuse 10, in dem der Vorschubantrieb bezw. die Rund schaltung des Werkstückes geschaltet wird. Auf dieser Seite ist das Werkstück 30 auch festgeklemmt.
Jedes Werkzeug besteht aus mehreren in einem Träger 11 (Fig. 2 und 6) unter ent sprechend günstigem Schneidwinkel einge setzten hintereinanderliegenden breiten Mes sern 12 von gleicher Höhe, deren Schneiden in einer Ebene liegen. Jeder Messerträger 11 ist auf einem in einer Gleitbahn 14 verschieb baren Schlitten 13 befestigt, der über eine Stange 15 mit einem Kolben 16 verbunden ist. Der Kolben 16 ist in einem Zylinder 17 durch Öldruck verschiebbar.
Das Öl wird aus dem ,sich über die ganze Länge des Haupt- bettes, 1 erstreckenden Behälter .3s2 durch eine von, einem Motor 43' über ein Getriebe 44 an getriebene Umlaufkolbenpumpe 31 mit ein stellbarer Fördermenge angesauggt und den Zylinderräumen Ober- und unterhalb des Kolbens 16 über die Leitungen 20- und 19 (Fig. 3) abwechselnd zu- bezw. abgeführt.
Die Steuerung erfolgt dabei durch ein elektro magnetisches Steuerventil 21, dessen Schnitt in der F'i,g. 5 dargestellt ist. Es besteht aus einem Gehäuse 71 und dem, längs, bewegbaren Schieber 72, der auf beiden Seiten mit je einem Elektroma.gueten 73! verbunden ist, die ihre Steuerimpulse durch Endschalter erhal ten.
In der :gezeichneten Stellung tritt die Druckflüssigkeit aus der Zuleitung 74 durch das Schiebergehäuse und die Leitung 19 in den Zylinder 17 unterhalb des Kolbens lt) ein. Die Druckflüssigkeit oberhalb des Kol bens 16 kann über die Leitung 20 durch das Steuergehäuse 71 und die Leitung 7 5 ab fliessen. Dadurch wird der Werkzeugschlit ten 13 nach oben bewegt, bis der Endschalter 33 geschlossen wird. Dadurch bekommt der rechte Steuermagnet 73 einen Impuls, so dass der Schieber 72 nach rechts verschoben wird und nunmehr die Leitung 19 mit der Leitung 75 und die Leitung 20 mit. der Zuleitung 74 verbunden sind. Die Druckflüssigkeit fliesst jetzt oberhalb des Kolbens 16 zu und unter halb des Kolbens 16 ab.
Der Kolben 16, der durch den Flüssigkeitsd=ruck nach unten ge drückt wird, zieht den Werkzeugschlitten 13 abwärts, wobei :die. Messer den Schnitthub ausführen und dabei in einer parallel zur Schlittenebene und zur Ebene der Messer schneiden liegenden. Schnittrichtung während des Schnitthubes jeweils am stillstehenden Werkstück entlang bewegt werden und die Zerspanung stattfindet. In der untersten Stellung des Werkzeugschlittens 13 werden .die Kontakte 34 geschlossen. Der Schieber 72 wird wieder nach links verschoben, worauf sich das Spiel wiederholt.
Die Kontakte 34 aller Werkzeuge der Maschine sind hinterein andergeschaltet, so dass die Umschaltung des Ventils 21 erst dann erfolgt, wenn alle Werkzeuge, also, hier die 'Werkzeuge 12, 13, den Schnitthub beendet haben. Dies ist erfor derlich, da, mit der Aufwärtsbewegung der Werkzeuge, also beim Rückhub derselben, gleichzeitig die Nachschubbewegung des Werkstückes vorgenommen wird.
Der Zylinder 17 ist mit seinem Kolben 16 in einem Schlitten 18 angeordnet, der auf der gleichen Gleitbahn 14 wie der Werk zeugschlitten 13, verschiebbar ist. Er trägt ein mit einer schneidenförmig ausgebildeten Anlage 28 versehenes Widerlager 29, das während der ganzen Bearbeitungszeit gegen -das Werkstück 30 gedrückt wird. Im Schlit ten 18 ist der Antrieb 16, 17 für das Werk zeug angeordnet. Während in den Fig. 1 und 8 das Widerlager 29 gegen den gerade bear beiteten Kurbelzapfer, anliegt, ist in den Fig. 2 und 6 das Widerlager an der Kurbel wange anliegend dargestellt.
Der Anpress- druck wird durch eine Druckflüssigkeit er zeugt, die den Zylinder 23 gegenüber dem im Maschinengestell über eine Stange 25 sich abstützenden Kolben 24 hebt. Die Zuleitung der Druckflüssigkeit in den Zylinder 23 oberhalb des Kolbens 24 erfolgt durch die Leitung 70 über das Druckminderventil 43.
Dies dient dazu, für die Flüssigkeit im Zy linder 23 aus der Hauptleitung Druckflüssig keit mit einer niedrigeren Druckspannung abzuzweigen, da. der im Zylinder 23 vorhan dene Druck nur so gross zu sein braucht, dass damit das Gewicht des untern Schlittens 18 aufgehoben und dieser mit einem geringen Druck beben das Werkstück angelegt wird. Ein elektromagnetisch gesteuertes Absperr ventil 35 ist vorgesehen, das aus einem Steuerschieber und den beiden Magneten 37 und 38 besteht (siehe auch Fig. 8).
Diese Vorrichtung bezweckt, den Flüssigkeitsraum <B>23 3</B> über den Stützkolben 24 abzuschliessen. Da die Druckflüssigkeit 'nahezu unelastisch isst, wird der untere Schlitten 18 dann starr in seiner Lage verbleiben. Der Zylinderab fluss muss aber während der Schaltbewegung des Werkstückes 30 in Richtung des Pfeils (Fig. 6) wieder freibegeben werden, da sonst ein während dieser Zeit notwendiges Nach geben des Unterschlittens 18 nicht erfolgen kann.
Der Flüssigkeitsdruck ist in Abhängig keit von der Bewegung des Werkzeuges zeit weilig nachgiebig und zeitweilig starr, indem während des Werkzeugvorlaufes das Ventil 35 geschlossen ist, wodurch der Druck starr Ist, und beim Werkzeugrücklauf offen Ist, wodureh der Drueli: nachgiebig werden kann.
Die Gleitbahn 14 für den -Werkzeug- sehlitten 13 und den Unterchlitten 18 befin det sich in einer um den Zapfen 27 schwenk- baren Schwinge 26. Die beiden Schlitten sind also an dieser Schwinge angeordnet. Die Schwinge wird durch eine Spindel 47 so gesteuert, dass die Schnittebene der Messer 12 der beim Dreiren des 'Werkstückes verän- derlichen Lage des letzteren angepasst wird.
Die Spindel 47 wird über eine als Schnecken rad ausgebildete Mutter 48 durch den Motor 49 gedreht. Sie wird zur Vermeidung von Knickung oder Biegung in einem Schlitten 50 geführt, der sich in der Gleitbahn 51 des Kopfteils 52 hin- und herbewegt. Die Steue- rung der Spindel 47 geschieht folgender massen: Die im Verhältnis 1 : 3 zur Schwinge 26 verkleinerte Steuerschwinge 53 wird mittels ,der Feder 54 gegen den Zapfen 55 ,der Steuer scheibe 56 geclrückt.
Die Steuerscheibe 56 wird über ein Zahnradpaar 67, 68 über eine Welle 69 angetrieben, die durch sämtliche Arbeitsaggregate der Maschine durchgeführt ist (Fig. 1) und an allen Stellen gleichzeitig die den zu bearbeitenden Werkstückflächen entsprechenden Steuerscheiben 56 bewegt. Diese Welle 69 erhält ihren Antrieb von einem Hauptantriebsmotor, der gleichzeitig die Drehbewegung des Werkstückes vornimmt, so dass die Drehbewegung der Steuerscheibe 56 immer mit der des, Werkstückes zwangs läufig übereinstimmt. Auf dem Rücken der Steuerschwinge 53' fliegt -die Rolle 57 des Eltas-Fühlers 58 an.
Die Rolle 57 ist in an sich bekannter Weise an einem Hebel ange bracht, an dem eine Zunge befestigt ist, die durch eine Abweichung aus der Mittellage des Hebels infolge Verdrehung der Steuer scheibe 56 zwischen den zwei Magneten hin- und herbewegt wird.
Der dadurch ;sieh ver- ändernde induktive Widerstand ,dies rechen bezw. des linken Magneten wird über Röh ren oder Relais verstärkt zur Steuerung von Schaltgeräten für die Kupplung 66 verwen det.
Die Kupplung 66 überträgt die Drehbe- wegung des ständig laufenden Motors, 49, je nach welcher Seite durch den Eltas-Fühler 58 sie .geschaltet wird, über die Räderpaare 64 oder 65 in der einen oder andern Dreh richtung auf die Welle 76 und die Schnak ken 6ä (Fig. 4). Dadurch werden die Schnek- kenräder 62 und 48, die gleiche Zähnezahl haben, angetrieben und von hier .die Spindeln 61 und 47, wobei die erste ein Dritter der Steigung der Spindel 47 hat. Durch die Spindel 61 wird über eine Mutter 60 der Schlitten 59 für .den Eltas-Fühler in der Gleitbahn 51 hin- und herbewegt.
Die An- triebsspindel 61 und die Steuerspindel 47 laufen also rechts oder links herum und 'be wegen den Eltas-Fühler 58 im gleichen Ver hältnis wie die Werkzeugschwinge 26 vor wärts bezw. rückwärts.
Die Stellung der Werkzeugschwinge 26 zum Werkstück 30 än dert sich also im gleichen Verhältnis wie die Stellung der Steuerschwinge 53 zur Steuer scheibe 56. Durch die Schwinge 26 wird die Schnittebene des Werkzeuges entsprechend der sich beim Drehen des Werkstückes ver ändernden Lage des letzteren mittels der - Steuervorrichtung 53 bis. 56 über die elek trische Teststeuerung 57, 58 und das -Ge- triebe 64, 65 um den Zapfen 27 geschwenkt.
Ausser der beschriebenen Steuerung der Werkzeugschwinge 26 muss diese noch eine zusätzliche -Bewegung erhalten, die die Mes ser 12 während des Rücklaufens des Werk zeugschlittens 13. von dem Werkstück abhe ben, da sonst die Gefahr besteht, dass diese während des Rücklaufens beim Schleifen über das: Werkstück zerstört werden.
Diese Bewegung wird der Schwinge 26 durch das zwischen der Schwinge 26 und ihrem Steuer antriebsorgan 47 eingeschaltete Exzenter 77 (Fig. 6) erteilt, das im Gelenk _ 46 gelagert ist. Dieses Exzenter 77 weist auf .dem Um fange eine Verzahnung auf und kämmt mit einer Zahnstange 78, an der ein Kolben 79 befestigt ist.
Die Räume des Zylinders 80 oberhalb und unterhalb. des, Kolbens 79 ste hen über den Leiturigen 81 bezw. 82 mit dem elektromagnetischen Steuerventil 21 der Lei- tungen 20 bezw. 19 in Verbindung. Der Kol ben 79 macht infolgedessen die gleichen Be wegungen wie der Arbeitskolben 16.
Bei Fül- lung,des Zylinderraumes unterhalb des Kol bens 79 wird: dieser nach oben gefahren und dreht über die Zahnstange 78 das Exzenter 77. Dadurch wird -die Schwinge 26 um die Exzenterhöhe nach Fig. 6 nach links gezogen.
Da während dieser Zeit der Arbeitsschlitten 1.3> rückwärig geführt wird, sind also die Messer des Werkzeuges vom Werkstück wäh- rend des Werkzeugrücklaufes abgehoben. Wird .die Bewegung des Werkzeugschlittens umgesteuert, so wird gleichzeitig die Bewe gung des Kolbens 79 umgesteuert. Durch die Rückwärtsbewegung des Kolbens 79 wird das Exzenter 77 und damit die Schwinge 26 wieder in die ursprüngliche Lage zurückge fahren.
Die Bewegung der Schwinge 26 durch das: Exzenter 77 erfolgt unabhängig von :der Steuerbewegung der Schwinge 26 durch die Spindel 47.
Bei der Bearbeitung spielen sich folgende Vorschubbewegungen des Werkstückes ab: Das zwischen den Werkstückträgern 6 und 7 eingespannte Werkstück 30 ist zunächst ausserhalb des Angriffsbereiches des Schneid werkzeuges. Über ein Getriebe, das im Hauptantriebsgehäuse 10 untergebracht. ist., wird das eingespannte Werkstück bis kurz vor die Werkzeugschneiden gebracht. Sodann wird die Vorschubbewegung über die Spin del 85 (Fug. 7) eingeschaltet. Von der Spin del 85 wird über ein Schneckenrad 86 (Fug. 7) die Gewindespindel 87 angetrieben. die über die Mutter 88 den Werkstückträger 7 hin- und herbewegen kann. Den gleichen Antrieb hat auch der Werkstückträger 6.
Die Vorschubbewegung wird während des Rücklaufens des Schneidwerkzeuges durchge führt und ist zunächst geradlinig und quer zur Messerebene; bis die gewünschte Schnitt- tiefe erreicht ist, worauf sie. sich automatisch auf Rundvorschub umschaltet, bei welchem das Werkstück: um .seine Achse gedreht wird.
Die Vorschubeinleitung geht im einzelnen wie folgt vor sich: Wenn der Werkzeug schlitten 13 kurz nach der Umschaltung auf Rücklaufbewegung den Schalter 34 freigibt, und die Kontakte, 36 geschlossen werden, wird die elektrohydraulische Steuerung 89 betä tigt (Fug. 8). Diese leitet einen Ölstrom, der von der Pressölpumpe 90 gefördert wird, in den Zylinder 91. Der Kolben 92, welcher mit der Zahnstange 93 fest verbunden ist, bewegt über Zahnrad 94 ein Vasanta-Getriebe 98, welches die Eigenart besitzt, eingeleitete Be wegungen jeder Richtung nach nur einer Richtung weiterzugeben.
Die abgegebene Bewegung wird über das im Hauptantriebs gehäuse 10 gelegene Vorschubgetriebe auf die Antriebsspindel. 85 übertragen. Um die Bewegung des Kolbens 92 nach beiden Rich tungen ausnutzen zu können, wird der durch die Kontakte 36 erteilte Impuls über ein Wendeschütz 95 abwechselnd auf die Ma gnete 96 und 97 geführt. Es wird bei jeder Bewegung des Kolbens 92 durch Schliessung der Kontakte 36 immer eine Rundschaltung des Getriebes im gleichen Drehsinne erreicht.
Der so erzielte Vorschubimpuls wird, wie bereits gesagt, über die Antriebsspindel 85, in bereits beschriebener Weise auf die Werk stiickträger 6 und 7 übertragen, und das Werkstück macht während des Werkzeug rücklaufes eine Vorschubbewegung in Rich tung auf das Werkzeug zu. Ist die einge stellte Schnittiefe erreicht, so wird über End- schalter 10O eine Kupplung eingeschaltet, die die Bewegung des Vasanta-Getriebes 98 von der Welle 85 auf die Welle 99 umschaltet. Über die Welle 99 wird die Rundschaltung des Werkstücke bewirkt.
Die einzelnen Schaltimpulse werden in gleicher Weise, wie bei der Tiefenzustellung bereits beschrieben, durch die Kontakte 36 gesteuert. Das Hand rad 108 dient zur stufenlosen Einstellung des Übersetzungsverhältnisses des Vasanta-Ge- triebes 98.
Da die Vorschubschaltung des Werk stückes nur dann erfolgen darf, wenn bei der gleichzeitigen Bearbeitung an mehreren Ar beitsstellen alle Schneidvorgänge beendet sind, ist es erforderlich, die Endschalter 36 aller Arbeitsaggregate so in Reihe zu .schal ten, dass erst nach Schliessung sämtlicher Schalter Stromschluss erfolgt und der Schaltvorgang vor sich geht.
Method for processing rotatably mounted workpieces, e.g. B. crankshafts, and machine for performing the method. The invention relates to a method for processing rotatably mounted work pieces, for example crankshafts, with several consecutive knives whose cutting edges lie in one plane. In a known machine for this processing, the cutting movement is generated by rapidly rotating the workpiece, so turning takes place while the feed is effected by pivoting the work piece to the tool.
The use of several consecutive knives with cutting edges lying in one plane only has the purpose of evenly distributing the cutting work over a larger number of knives by moving these knives back and forth, which come into effect one after the other. This type of machining is limited to circular parts that are rotated around their own axis, i. H. with crankshafts only on the bearing journals. The tool can not only have teeth on its end faces, but also on its side faces, and consequently also edit the flanks of the crank shaft legs, but not the crankshaft journals themselves.
Something similar is known, with the difference that here the feed is determined by the shape of the tool, which expands in its feed direction towards the workpiece, while the workpiece in its position supported by rollers rotates around an axis that is fixed in space : turns. In addition to the disadvantages mentioned in relation to the above-mentioned machine, this type of machining has the additional feature that a broach is required as a tool, which must be kept very long and is expensive to manufacture.
Furthermore, a machine for machining the outer surfaces of the crankshaft legs is known in which several normal turning tools of pale height are used one behind the other in one plane, which are moved back and forth by a cam kensteuerunig according to the crankshaft leg shape perpendicular to the crankshaft axis and in ver at different heights one after the other come into play "because the rotary movement of the crankshaft axis performs the cutting movement.
Because normal turning tools are used, the crankshaft must be shifted in the axial direction, which increases the machining time considerably. The feed of the tool perpendicular to the machining surface must be adjusted on a case-by-case basis by special means that are not mentioned in detail. Another disadvantage of this known design is that the crankshaft journals cannot be machined with them, in particular because of the shape of the turning tools.
All of these machining methods basically represent a turning of the surfaces to be machined, which requires a long machining time. requires.
By means of the invention, the disadvantages mentioned should be eliminated. The invention proposes a fundamentally different method of processing for this purpose. The method according to the invention is characterized in that the reciprocating knives process the workpiece, which is stationary during the cutting stroke of the knives, in a cutting direction parallel to the plane in which the knife edges lie, the workpiece first being transverse to this Level is advanced until the desired depth of cut is reached and then rotated.
The fact that several knives lying one behind the other, the cutting edges of which lie in one plane, are used, enables machining at different heights, which, if the workpiece consists of a crankshaft, for example, when turning the crank pins or crankshafts is necessary during machining around the crankshaft axis.
At the same time, in connection with the machining of the workpiece which is stationary during the cutting stroke of the knife: in a cutting direction which is parallel to the plane containing the cutting, the effect is that the cutting stroke can only be made small, namely so, da, ss it slightly exceeds the distance between two knives cutting one behind the other. The machining process is a kind of planing.
In the case of a workpiece consisting of a crankshaft, it is possible to machine all of the crank pins and crankshaft arms at the same time using a corresponding tool.
The knives are expediently removed from the workpiece on the return stroke. This is not only beneficial to protect the tool, but also to release the chips. At the same time, this version enables the workpiece to be swiveled further during the return stroke.
Although it is known to remove a broach from the workpiece during the return stroke, this is done in order to clamp a new workpiece into the machine during the return stroke. Functionally, this is something completely different, especially since a broach not only performs the cutting movement, but also the feed through the shape of the tool.
The invention also relates to a machine for performing the method. The machine according to the invention is characterized in that an abutment is provided which supports the workpiece at the point where the cutting pressure of the tool occurs and which is applied with a pressure on the ZVerkstück during the cutting pressure of the tool.
The drive for the tool is expediently arranged in a part carrying the abutment. With such a design, the machine can be stuffed, relieved of the forces that occur. This is not the case with a known embodiment in which the abutment is supported in the machine frame and the tool drive also engages on the base frame.
It is particularly useful if the said part consists of a slide that is under a liquid pressure .is which is temporarily flexible and temporarily rigid depending on the movement of the tool, in which the liquid line can be temporarily shut off, for example by a limit switch and an electromagnetically controlled shut-off device.
In one embodiment, the slide for the abutment and the work tool slide are arranged in .einer rocker, through which the cutting plane of the tool according to the changing position of the tool when turning the work piece by means of a control device via an electrical touch control and a gear around a pin - is panned.
An eccentric can be turned on between this rocker and its control drive member, which z. B. via toothing, rack, piston and cylinder in depen dence of the tool movement is so ver that the rocker is lifted from the workpiece during the tool return and is employed during the tool advance by the cylinder for the eccentric with the electromagnetic control valve for the Cutting movement of the tool is connected. This releases the chips.
In the drawing, an embodiment example of the machine according to the invention is shown, namely: Fig. 1 is a side view of the machine, Fig. 2 is a cross section along the line II-II in Fig. 1, Fig. 3 is a cross section along the line III-III in Fig. 2, Fig. 4 shows a cross section along the line IV-IV in Fig. 2, Fig. 5 shows a cross section through an electromagnetic control valve, Fig. 6 shows a section through the tool rocker on a larger scale, Fig 7 shows a cross section along the line VII-VII in FIG. 1, FIG. 8 shows a circuit diagram.
On the longitudinal guide tracks 2 of the main machine bed 1 (Fig. 2) are laterally displaceable working units 3 are arranged, the. The number depends on the number of points to be machined at the same time on the workpiece. 1 shows two such working units 3. On the opposite side there is a second bed 5 (FIG. 7) of pale length, on which the workpiece carriers 6 and 7 are on the right and left in the longitudinal direction of the table adjustable to carry the workpiece 30 consisting of a crankshaft between centers 8 as on a lathe.
You are to provide and retraction and extension of the work piece on slideways 9 in the direction of and to the working units 3 simultaneously movable. At the front of the machine is the main drive housing 10, in which the feed drive BEZW. the circular switching of the workpiece is switched. The workpiece 30 is also clamped on this side.
Each tool consists of several in a carrier 11 (Fig. 2 and 6) under accordingly favorable cutting angle is set consecutively wide Mes fibers 12 of the same height, the cutting edges are in one plane. Each knife carrier 11 is mounted on a slide 13 displaceable in a slideway 14, which is connected to a piston 16 via a rod 15. The piston 16 is displaceable in a cylinder 17 by means of oil pressure.
The oil is sucked in from the tank 3s2, which extends over the entire length of the main bed 1, by a rotary piston pump 31 driven by a motor 43 'via a gear 44 with an adjustable flow rate and the cylinder spaces above and below the Piston 16 via lines 20 and 19 (FIG. 3) alternately zu- or. discharged.
It is controlled by an electro-magnetic control valve 21, the section of which is shown in FIGS. 5 is shown. It consists of a housing 71 and the longitudinally movable slide 72, which is equipped with an electric guide 73 on both sides. which receive their control pulses through limit switches.
In the position shown, the pressure fluid enters the feed line 74 through the valve housing and the line 19 into the cylinder 17 below the piston lt). The pressure fluid above the Kol ben 16 can flow via line 20 through control housing 71 and line 7 5 from. As a result, the tool slide 13 is moved upwards until the limit switch 33 is closed. As a result, the right control magnet 73 receives a pulse, so that the slide 72 is moved to the right and now the line 19 with the line 75 and the line 20 with it. the lead 74 are connected. The pressure fluid now flows in above the piston 16 and out below the piston 16.
The piston 16, which is pressed down by the pressure of the liquid, pulls the tool slide 13 downwards, wherein: the. Knife perform the cutting stroke and cut in a parallel to the slide plane and the plane of the knife. Cutting direction are moved along the stationary workpiece during the cutting stroke and the machining takes place. In the lowest position of the tool slide 13, the contacts 34 are closed. The slide 72 is moved to the left again, whereupon the game repeats.
The contacts 34 of all tools of the machine are connected one behind the other, so that the switching of the valve 21 only takes place when all tools, that is to say, here the tools 12, 13, have finished the cutting stroke. This is neces sary because, with the upward movement of the tools, ie during the return stroke of the same, the feed movement of the workpiece is carried out at the same time.
The cylinder 17 is arranged with its piston 16 in a slide 18 which is slidable on the same slide 14 as the work tool slide 13. It carries an abutment 29 provided with a blade-shaped system 28, which is pressed against the workpiece 30 during the entire machining time. In the Schlit th 18, the drive 16, 17 for the work tool is arranged. While in Figs. 1 and 8, the abutment 29 against the straight mach processed crank pin, is present, in Figs. 2 and 6, the abutment on the crank cheek is shown lying.
The contact pressure is generated by a pressure fluid which lifts the cylinder 23 in relation to the piston 24 which is supported in the machine frame via a rod 25. The pressure fluid is fed into the cylinder 23 above the piston 24 through the line 70 via the pressure reducing valve 43.
This is used to branch off for the liquid in the cylinder 23 from the main line pressure fluid with a lower compressive stress, there. the pressure in the cylinder 23 only needs to be so great that the weight of the lower slide 18 is lifted and the workpiece is placed on the workpiece with a slight pressure. An electromagnetically controlled shut-off valve 35 is provided, which consists of a control slide and the two magnets 37 and 38 (see also Fig. 8).
The purpose of this device is to close off the liquid space 23 3 by means of the support piston 24. Since the pressure fluid 'eats almost inelastic, the lower slide 18 will then remain rigid in its position. The cylinder outflow must, however, be released again during the switching movement of the workpiece 30 in the direction of the arrow (FIG. 6), since otherwise the sub-slide 18 cannot be relieved during this time.
The fluid pressure is temporarily flexible and temporarily rigid depending on the movement of the tool, in that the valve 35 is closed during the tool advance, which means that the pressure is rigid and when the tool returns it is open, which means that the Drueli: can be flexible.
The slideway 14 for the tool slide 13 and the lower slide 18 is located in a rocker 26 which can be pivoted about the pin 27. The two carriages are therefore arranged on this rocker. The rocker is controlled by a spindle 47 in such a way that the cutting plane of the knives 12 is adapted to the position of the latter which changes when the workpiece is trimmed.
The spindle 47 is rotated by the motor 49 via a nut 48 designed as a worm wheel. In order to avoid kinking or bending, it is guided in a slide 50 which moves back and forth in the slideway 51 of the head part 52. The control of the spindle 47 takes place as follows: The control rocker 53, reduced in the ratio 1: 3 to the rocker 26, is pressed by means of the spring 54 against the pin 55, the control disk 56.
The control disk 56 is driven via a gear pair 67, 68 via a shaft 69, which is passed through all the working units of the machine (FIG. 1) and simultaneously moves the control disks 56 corresponding to the workpiece surfaces to be processed at all points. This shaft 69 receives its drive from a main drive motor, which simultaneously performs the rotational movement of the workpiece, so that the rotational movement of the control disc 56 always coincides with that of the workpiece. The roller 57 of the Eltas sensor 58 flies on the back of the control rocker 53 '.
The roller 57 is placed in a known manner on a lever on which a tongue is attached, which is moved back and forth between the two magnets by a deviation from the central position of the lever due to rotation of the control disc 56 between the two magnets.
The inductive resistance that changes as a result, this rake resp. the left magnet is amplified via tubes or relays to control switching devices for the clutch 66 uses.
The coupling 66 transmits the rotation of the continuously running motor 49, depending on which side it is switched by the Eltas sensor 58, via the pairs of wheels 64 or 65 in one or the other direction of rotation to the shaft 76 and the Schnak ken 6ä (Fig. 4). As a result, the worm wheels 62 and 48, which have the same number of teeth, are driven, and from here the spindles 61 and 47, the first having a third pitch of the spindle 47. The slide 59 for the Eltas sensor is moved back and forth in the slide path 51 by the spindle 61 via a nut 60.
The drive spindle 61 and the control spindle 47 thus run around to the right or left and, because of the Eltas sensor 58, be in the same ratio as the tool rocker 26 forwards and forwards. backward.
The position of the tool rocker 26 relative to the workpiece 30 changes in the same ratio as the position of the control rocker 53 to the control disk 56. By means of the rocker arm 26, the cutting plane of the tool is set according to the position of the latter, which changes when the workpiece is turned, by means of the - Control device 53 to. 56 is pivoted about the pin 27 via the electrical test control 57, 58 and the gear 64, 65.
In addition to the described control of the tool rocker 26, this must also receive an additional movement that the Mes ser 12 lift from the workpiece during the return of the work tool slide 13, otherwise there is a risk that it will during the return when grinding over the : Workpiece will be destroyed.
This movement is given to the rocker 26 by the eccentric 77 (FIG. 6) connected between the rocker 26 and its control drive member 47, which is mounted in the joint 46. This eccentric 77 has .dem To start a toothing and meshes with a rack 78 to which a piston 79 is attached.
The spaces of the cylinder 80 above and below. des, piston 79 stand hen over the Leiturigen 81 respectively. 82 with the electromagnetic control valve 21 of the lines 20 respectively. 19 in connection. As a result, the piston 79 makes the same movements as the working piston 16.
When the cylinder space below the piston 79 is filled, it is moved upwards and rotates the eccentric 77 via the rack 78. As a result, the rocker 26 is pulled to the left by the eccentric height according to FIG.
Since the working slide 1.3 is moved backwards during this time, the knives of the tool are lifted from the workpiece during the tool return. If the movement of the tool slide is reversed, the movement of the piston 79 is reversed at the same time. By the backward movement of the piston 79, the eccentric 77 and thus the rocker 26 will go back to the original position.
The movement of the rocker arm 26 by the eccentric 77 takes place independently of: the control movement of the rocker arm 26 by the spindle 47.
During machining, the following feed movements of the workpiece take place: The workpiece 30 clamped between the workpiece carriers 6 and 7 is initially outside the area of application of the cutting tool. Via a gear that is housed in the main drive housing 10. is., the clamped workpiece is brought to just before the tool cutting edge. The feed movement is then switched on via the spin del 85 (Fig. 7). The threaded spindle 87 is driven by the spin del 85 via a worm wheel 86 (Fig. 7). which can move the workpiece carrier 7 back and forth via the nut 88. The workpiece carrier 6 also has the same drive.
The feed movement is carried out during the return of the cutting tool and is initially straight and transverse to the knife plane; until the desired cutting depth is reached, whereupon she. automatically switches to circular feed, in which the workpiece: is rotated about its axis.
The feed initiation proceeds in detail as follows: If the tool slide 13 releases the switch 34 shortly after switching to return movement, and the contacts 36 are closed, the electrohydraulic control 89 is actuated (Fig. 8). This directs an oil flow, which is conveyed by the press oil pump 90, into the cylinder 91. The piston 92, which is firmly connected to the rack 93, moves a Vasanta gear 98, which has the peculiarity, initiated movements via gear 94 Forward direction in only one direction.
The movement output is transmitted to the drive spindle via the feed gear located in the main drive housing 10. 85 transferred. In order to be able to utilize the movement of the piston 92 in both directions, the impulse given by the contacts 36 is alternately directed to the magnets 96 and 97 via a reversing contactor 95. With each movement of the piston 92 by closing the contacts 36, the gearbox is always switched in the same direction of rotation.
The feed pulse thus achieved is, as already mentioned, transmitted via the drive spindle 85 in the manner already described to the work stick carriers 6 and 7, and the workpiece makes a feed movement in the direction of the tool during the tool return. When the set cutting depth is reached, a clutch is switched on via limit switch 10O, which switches the movement of the Vasanta gear 98 from shaft 85 to shaft 99. The rotary switching of the work piece is effected via the shaft 99.
The individual switching pulses are controlled by contacts 36 in the same way as already described for the depth infeed. The hand wheel 108 is used to continuously adjust the transmission ratio of the Vasanta gear 98.
Since the workpiece can only be switched in advance when all cutting processes have been completed during simultaneous machining at several work stations, it is necessary to switch the limit switches 36 of all working units in series so that all switches are not connected to the power supply until all switches are closed and the switching process is going on.